1、第期气 象 水 文 海 洋 仪 器N o 年月M e t e o r o l o g i c a l,H y d r o l o g i c a l a n dM a r i n e I n s t r u m e n t sS e p 收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目()和宜春市气象局自筹经费科研项目(J X Y C Z C )资助.作者简介:饶云花(),女,大学,工程师.主要从事气象综合业务与短临预报工作.通信作者:马中元(),男,大学,高级工程师.主要从事天气预报和预报技术研究工作.丰城市雷击事件回波特征与预报饶云花,马中元,陈鲍发,陈荣鑫,程小娟(丰城市气象局,丰城 ;江西省气
2、象科学研究所,南昌 ;景德镇市气象局,景德镇 )摘要:为了做好雷电防护工作,减少雷击事件带来的人员伤亡,文章利用丰城 年雷击灾害调查资料、M I C A P S天气资料、雷达拼图回波资料和其他资料,采用统计学、天气学、雷达气象学等原理和方法,对丰城 a间发生的雷击事件进行分析,结果表明:)丰城 次雷击事件出现时间主要在月,:和:为高峰;)雷击事件发生在 h P a高空槽前和低层切变线南侧,h P a有西南急流,且地面有辐合线的天气背景下;)雷击事件发生在回波短带或块状单体上,组合反射率回波强度在 d B Z.研究结果为丰城雷电天气短临预报提供了分析依据.关键词:雷击事件;回波特征;预报中图分类
3、号:P 文献标识码:A文章编号:X()E c h oc h a r a c t e r i s t i c sa n df o r e c a s t o f l i g h t n i n ge v e n t s i nF e n g c h e n gR a oY u n h u a,M aZ h o n g y u a n,C h e nB a o f a,C h e nR o n g x i n,C h e n gX i a o j u a n(F e n g c h e n g M e t e o r o l o g i c a lB u r e a u,F e n g c h e
4、 n g ;J i a n g x iI n s t i t u t eo f M e t e o r o l o g i c a lS c i e n c e s,N a n c h a n g ;J i n g d e z h e nM e t e o r o l o g i c a lB u r e a u,J i n g d e z h e n )A b s t r a c t:I no r d e r t od oag o o d j o b i n l i g h t n i n gp r o t e c t i o na n dr e d u c e t h e c a s u
5、a l t i e s c a u s e db y l i g h t n i n gs t r i k e s,t h i sp a p e ra n a l y z e s t h e l i g h t n i n gs t r i k e s i nF e n g c h e n g i n y e a r sb yu s i n gt h es u r v e yd a t ao fl i g h t n i n gs t r i k e s i nF e n g c h e n g f r o mt h ey e a r o f t o ,M I C A P Sw e a t h
6、 e r d a t a,r a d a rm o s a i c e c h od a t aa n do t h e rd a t a,a n d u s i n gt h ep r i n c i p l e sa n d m e t h o d so fs t a t i s t i c s,m e t e o r o l o g ya n dr a d a rm e t e o r o l o g y T h er e s u l t ss h o wt h a t:)t h e l i g h t n i n gs t r i k e s i nF e n g c h e n gm
7、 a i n l yo c c u r r e di nJ u n ea n dJ u l y,a n dt h ep e a k i sa t :a n d:)T h e l i g h t n i n gs t r i k eo c c u r r e d i nf r o n to f t h e h P ah i g ht r o u g ha n do nt h es o u t hs i d eo f t h e l o w e rs h e a r l i n e,a n du n d e r t h ew e a t h e rb a c k g r o u n do f h
8、P aw i t hs o u t h w e s t j e t a n dc o n v e r g e n c e l i n eo n t h eg r o u n d )T h e l i g h t n i n gs t r i k e e v e n t o c c u r so nt h ee c h os h o r tb a n do rb l o c km o n o m e r,a n dt h ec o m b i n e dr e f l e c t i v i t ye c h o i n t e n s i t y i s d B z T h er e s e
9、a r c hr e s u l t sp r o v i d ea na n a l y t i c a lb a s i sf o rt h es h o r t t e r mf o r e c a s to fl i g h t n i n gw e a t h e ri nF e n g c h e n g K e yw o r d s:l i g h t n i n gs t r i k e;e c h oc h a r a c t e r i s t i c s;f o r e c a s t引言丰城市是江西省直管县级市,江西省试点省直管市,位于江西省中部,赣江中下游地区,鄱阳湖
10、盆地南端,东临进贤、临川,南连崇仁、乐安、新干,西接樟树、高安,北毗新建、南昌,市域面积为第期饶云花,等:丰城市雷击事件回波特征与预报 k m,户籍人口为 万人.丰城受多强对流天气影响,时而发生较大范围雷电天气和个别雷击事件.因此,研究丰城雷击事件的形成原因和短临预报着眼点十分必要.国内外学者对强对流天气、雷电天气的研究颇多.如河北省近 a雷电灾害事件呈逐年波动递减的趋势,主要发生在月,占全年雷电灾害事件总数的 ,唐山、保定和石家庄市为雷电灾害事件的高发区;雷电灾害事件发生频次最多的是电力行业,达 起;人员伤亡事故主要发生在乡村.在雷电预报过程中,出现雷达反射率强的对流并不意味着闪电发生概率大
11、.除环境条件外,强的反射率必须超过层等温线且持续时间较长,回波形态结构和回波强度 d B Z的回波在 高度以上的比例和维持时间也是决定能否产生闪电的重要预警预报因子.在首次闪电发生前h,大气电场的频谱幅值起伏变化明显,且远高于非雷电天气电场频谱幅值.强雷电天气出现的环境背景场可分为副热带高压边缘型、副热带高压控制型、低涡切变型和台风外围型,强雷电天气最显著的特征是中高空经常伴有干冷舌侵入低层暖湿区.利用雷达P U P产品预警雷电,可及时采取规避措施减免人员伤亡和经济损失 .雷电天气的雷达回波有带状回波、短带回波和团块状回波等特征,这些特征为雷电监测预警创造了条件.文章对丰城 年的 次雷击事件(
12、人员伤亡事件)资料进行统计分析,对有雷达拼图资料的次雷击事件过程进行回波特征分析,研究结果为丰城雷电天气的预警预报和气象服务提供短时预报着眼点和分析依据.资料来源雷击事件资料来源于 全国雷电灾害事例汇编,每个雷电灾害事例包括雷电灾害发生的时间、地点、雷击点、人员伤亡情况及经济损失情况等.雷达回波资料来源于江西W e b G I S雷达拼图内网平台,因为雷达拼图内网平台于 年建立,年开始存储资料,所以文章选用 年天气系统和雷达回波资料.雷击事件统计分两部分:一是 年雷击事件的历史数据统计,主要得到雷击事件的年、月、日变化情况;二是 年雷击事件的天气系统和雷达回波特征分析.全文插图使用P h o
13、t o s h o p软件拼制组图,全文使用北京时间.时间分布与天气背景 时间分布 年丰城市共发生雷击事件(有人员伤亡)起,平均每年至少发生起,发生起,发生起,而 年、年均未出现雷击事件,表明近几年雷击事件呈减少趋势(图 a).从年份看,年际分布分散,从月份看,雷击事件主要出现在月,月份出现次,其余月份 a均无雷击事件记录,表明月是防范雷击的重点月份.从雷击事件发生的具体时间看,d有个高峰,分别为:和:,其余时次无雷击事件记录,午后至傍晚是雷击事件高发时段(图 b).(a)丰城市雷击事件年变化;(c)丰城市雷击事件日变化.图丰城市雷电灾害时间分布统计曲线 天气背景从雷击事件天气背景看,月影响系
14、统主要有高空低槽、低层辐合线、中低层切变线、低涡和气旋等,h P a低槽移近,在低层气流辐合显著地区出现强雷电.月多有气旋活动,气旋主体位于贵州,由低压中心从西南向东北方向伸展的倒槽经过丰城,高空低槽东移,在倒槽中的丰城出现强雷电.分析丰城市月二次雷击事件典型天气系统可知,h P a低槽有东北西南向的横槽,东移进入赣北,移近丰城时出现强雷暴,此气 象 水 文 海 洋 仪 器S e p 时高空 h P a有分流区,h P a低空西南急流从中国西南方向伸向赣北,地面在丰城附近有辐合线,低层在赣北有切变线.T :,h P a切变线经过丰城,有“上冷下暖”“上干下湿”的结构或趋势,湖北及安徽中部 h
15、P a为区域冷中心,t t ,低层为显著湿区,h P a在鄂西北附近有干区,并随着西北气流侵入赣北等地.T :,h P a有 冷 槽 位 于 E附近,湖南中东部 h P a有暖中心,随着西南急流气流不断流经丰城,h P a在贵州至湖南中部有ttd 相对干区,偏西的显著气流进入江西,叠加在低层显著湿区之上,增强对流不稳定性.T :中低层风向随高度顺转,为明显的暖平流,具有强的不稳定能量,对流有效位能达,J/k g,K指数为,为较典型的对流结构.T:,仅有中等强度的不稳定能量,对流有效位能为 J/k g,但二次过程的风垂直切变大,k mk m的风垂直切变均在 m/s以上,有利于有组织的对流发展.由
16、此可见,低槽、急流、低层切变线与辐合线、高空分流区、低层暖湿、中层干冷空气侵入导致“上冷下暖”是影响丰城雷击事件的主要天气系统.高空低槽移近丰城是雷击事件的主要指标,此时高层辐散、低层辐合,多伴有较强的不稳定能量.随着风垂直切变加大,对流有组织的旺盛发展,不稳定能量释放,导致强雷暴等强对流天气的发生.回波特征与预报着眼点江西从 年开始有基于雷达基数据反演的雷达拼图回波资料,并实现网页调用和查询.年,丰城共出现次雷击事件(,),共死亡人.其中 闪电与雷达回波无法完全对应,尚不确定是否出现了雷击事件.因此,文章只针对 和 两次雷击事件进行雷达拼图回波特征分析.回波特征 T :左右,丰城人因雷击事件
17、死亡.分析雷达回波演变可以得出,:,张巷港李家村、袁渡镇河塘村处于东西走向的絮状回波带南侧弱回波之中,回波强度(组合反射率)在 d B Z,小雨,没有闪电伴随.:,张巷港李家村、袁渡镇河塘村降雨停止,回波很弱.:,张巷港李家村、袁渡镇河塘村仍无降雨,回波很弱;丰城西部有一条回波短带东移,回波强度在 d B Z.:,回波短带东移至张巷港李家村、袁渡镇河塘村西侧,:左右,张巷港李家村、袁渡镇河塘村出现雷击事件.T :左右,丰城市石渡镇故县村村民杨某某在农田撒种时遭雷击身亡.:,故县村处于无回波处,无雨无雷电.:,石渡镇故县村西北侧受到回波短带(强回波)影响,回波强度在 d B Z,出现雷击事件.预
18、报着眼点雷击事件雷达拼图回波特征和回波演变规律为雷击事件天气的短临预报提供了重要的分析依据和预报着眼点.)雷击事件多于月发生在广阔的乡村田野上.)雷击事件发生在 h P a高空槽前和低层切变线南侧,h P a有西南急流且地面有辐合线的天气背景下.)雷击事件的雷达回波特征是具有回波短带或较强回波块状单体上,组合反射率回波强度在 d B Z.)在出现雷击事件前,有个回波较弱或无雨阶段,人们在该阶段最容易忽视雷电,认为无雨或无回波情况下可以出去活动或劳作,却不知危险在慢慢靠近,来不及躲避;在此时间段内,突然影响的回波短带(或强回波)造成的闪电最易产生雷击事件.结束语丰城雷击事件发生在 h P a高空
19、槽前和低层切变线南侧、h P a有西南急流、地面有辐合线的天气背景下.雷击事件的雷达回波特征是具有回波短带或较强回波块状单体回波,组合反射率回波强度在 d B Z.雷击事件多发生在每年的月和午后广阔的乡村田野上.雷击事件大多发生在人们最容易忽视雷电的时间段.(下转第 页)第期何越,等:基于G N S S/M E T和微波辐射计资料的合肥地区大气可降水量变化特征分析参考文献:张弓,许健民,黄意玢用F Y C两个近红外太阳反射光通道的观测数据反演水汽总含量J应用气象报,():,袁招洪 G P S资料在中尺度数值预报模式中的应用研究D南京:南京信息工程大学,马新平,尚可政,李佳耘,等 年中国西北地区
20、东部大气可降水量的时空变化特征J中国沙漠,():杨景梅,邱金桓用地面湿度参量计算我国整层大气可降水量及有效水汽含量方法的研究J大气科学,():王维佳,陈碧辉四川上空大气可降水量时空分布特征J高原山地气象研究,():B e v i sM,B u s i n g e rS,H e r r i n gTA,e t a l G P Sm e t e o r o l o g y:R e m o t es e n s i n go fa t m o s p h e r i cw a t e rv a p o ru s i n gt h eg l o b a l p o s i t i o n i n gs
21、 y s t e mJ J o u r n a l o fG e o p h y s i c a lR e s e a r c h:A t m o s p h e r e s,(D ):杜瑞林,乔学军,王琪,等用地基G P S资料分析大气可降水汽总量J大地测量与地球动力学,():曹云昌,胡 姮,马 翠 平,等基 于 多 元 数 据 的 地 基GN S S水汽观测对比分析J中 国地 震,():王洪,雷恒池,杨超,等济南地区大气可降水量三种观测反演资料的对比分析J海洋气象学报,():曹云昌,陈永奇,李炳华,等利用地基G P S测量大气水汽廓线的方法J气象科技,():曹云昌,胡 姮,马 翠 平,等基
22、 于 多 元 数 据 的 地 基GN S S水汽观测 对比 分析 J中 国地 震,():刘建文,郭虎,李耀东,等天气分析预报物理量计算基础M北京:气象出版社,王晓英,戴仔强,曹云昌,等中国地区地基G P S加权平均温度tm统计分析J武汉大学学报(信息科学版),():邢毅,张志萍,曹云昌,等 R S 型G P S探空仪的性能试验与分析J气象科技,():李成才,毛节泰 G P S地基遥感大大气水汽总量分析J应用气象学报,():曲建光,吴 壮从G P S推 算 大 气 水 汽 的 误 差 分 析J测绘工程,():张秋晨,龚佃利,冯俊杰 R P G HA T P R O G 地基微波辐射计反演产品评估
23、J海洋气象学报,():徐桂荣,孙振添,李武阶,等地基微波辐射计与G P S无线电探空和G P S/ME T的观测对比分析J暴雨灾害,():赵玲,马玉芬,张广兴,等 MP A微波辐射计的探测原理及误差分析J沙漠与绿洲气象,():刘红燕,王迎春,王京丽,等由地基微波辐射计测量得到的北京地区水汽特性的初步分析J大气科学,():(上接第 页)丰城雷击事件发生频率总体呈下降趋势,但每年因雷击造成的灾害时有发生.雷电预报着眼点主要从雷达回波方面进行分析,根据雷达回波的移动推测雷击事件的发生.尤其是电力部门、通信部门的设备时常因雷击导致损坏.开展防雷知识的科普,减少雷击事件的发生,提早预警雷电灾害的出现,是
24、以后重要的研究课题和方向.参考文献:彭相瑜,陈笑娟,陈小雷,等河北省雷电灾害事件特征分析J沙漠与绿洲气象,():苟阿宁,高正旭,袁延得,等两次对流过程雷电预报的误差分析J沙漠与绿洲气象,():刘邕,姚慧茹雷电过程中大气电场信号处理方法探究J沙漠与绿洲气象,():何文,夏文梅,马中元,等江西强雷电天气形势场及雷达回波特征分析J气象科学,():李京校,扈海波,樊荣,等雷电监测预警对雷击风险评估的影响分析J气象科学,():李密,马中元,余剑浩,等鹰潭市雷电天气分型和雷达P U P产 品 特 征 分 析 J气 象 水 文 海 洋 仪 器,():,刘钊,张源源,曹雪芬,等基于多源观测数据对山东半岛南部及近海地区三维雷电探测效率评估J气象水文海洋仪器,():,王鑫森,马中元,陈鲍发,等江西致灾强雷电的特征分析J气象水文海洋仪器,():,余剑浩,马中元,陈鲍发,等鹰潭市雷电天气雷达回波特征分析J气象水文海洋仪器,():
